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文檔簡介
1、2016屆建筑工程管理專業(yè)畢業(yè)生論文(設(shè)計)課題名稱:淺論鋼筋銹蝕對建筑結(jié)構(gòu)的危害及對策學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2016年2月江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計)姓名校外學(xué)習中心無錫崇安職校學(xué)號證件號批次201403層次業(yè)余專升 本專業(yè)土木工程指導(dǎo)教師王中華課題名稱淺論鋼筋銹蝕對建筑結(jié)構(gòu)的危害及對策 (終稿)指導(dǎo)教師評語終稿成績:指導(dǎo)教師簽名:年 月曰第一章 鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土的影響 3.(一)混凝土中鋼筋銹蝕的機理 4(二)鋼筋腐蝕過程 5(三)鋼筋銹蝕的影響因素 61混凝土碳化對鋼筋銹蝕的影響 62. 氯離子的侵蝕對鋼筋銹蝕的影響 7(四)鋼筋銹蝕的其他影響因素 81混凝
2、土方面 82其他方面 9第二章 承載力分析 9.(一)鋼筋銹蝕會使強度降低和其截面積減小 9(二)鋼筋銹蝕會使混凝土出現(xiàn)縱筋裂縫 1.0第三章 鋼筋銹蝕的防護 1.0(一)阻銹劑的應(yīng)用 111化學(xué)阻銹劑 112阻銹劑在混凝土中的應(yīng)用 12(二)電化學(xué)保護方法 81電化學(xué)的幾個方法 82電化學(xué)方法的優(yōu)缺點 83環(huán)氧涂層鋼筋的應(yīng)用 84舊城改造中混凝土的使用 155加強原材料的管理和混凝土質(zhì)量檢測 1.6第四章 結(jié)論錯誤!未定義書簽。參考文獻1.7.淺論鋼筋銹蝕對建筑結(jié)構(gòu)的危害及對策【摘要】近年來的工程調(diào)查表明,鋼筋混凝土住房因耐久性問題引起破壞的情況越來越多,其 中鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷
3、的重要原因,鋼筋銹蝕會使混凝土出現(xiàn)縱筋裂縫,嚴 重時還會導(dǎo)致混凝土保護層的剝落,造成混凝土構(gòu)件有效橫截面積的減小,即造成幾何損 傷,故鋼筋銹蝕所引起的橫截面幾何損傷對構(gòu)件的承載力有很大的影響,開展對混凝土結(jié) 構(gòu)鋼筋銹蝕的研究,特別是對鋼筋銹蝕進行評估的研究顯得尤為重要?!娟P(guān)鍵詞】:混凝土;鋼筋銹蝕 維修加固筆者曾對連云港市墟溝區(qū)多個老住宅區(qū)的大量建筑物作過詳細的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)部分建筑 物頂層的梁、柱、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋銹蝕極為嚴重部分屋面板底筋已經(jīng)銹斷,導(dǎo)致屋頂滲水、混凝土保護層剝落和結(jié)構(gòu)板變形,這些問題給住戶帶來使用上的不便和心理負擔。 近年來的工程調(diào)查表明,鋼筋混凝土住房因耐久性問題引起破壞的
4、情況越來越多,其中鋼 筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷的重要原因,鋼筋銹蝕會使混凝土出現(xiàn)縱筋裂縫,嚴重時 還會導(dǎo)致混凝土保護層的剝落,造成混凝土構(gòu)件有效橫截面積的減小,即造成幾何損傷, 故鋼筋銹蝕所引起的橫截面幾何損傷對構(gòu)件的承載力有很大的影響,開展對混凝土結(jié)構(gòu)鋼 筋銹蝕的研究,特別是對鋼筋銹蝕進行評估的研究顯得尤為重要。此外,由于鋼筋的銹蝕 程度比較嚴重,也給結(jié)構(gòu)構(gòu)件的維修加固帶來不利的影響一、鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土的影響鋼筋的銹蝕過程是一個電化學(xué)反應(yīng)過程,有關(guān)的研究和實際情況表明,埋在混凝土中 的鋼筋銹蝕以后,其產(chǎn)生的體積是響應(yīng)鋼筋體積的 2-4倍,因而會向四周過多膨脹;當銹 蝕膨脹力達到某一臨
5、介數(shù)值時,混凝土表面將開裂,而表面開裂又會進一步加劇結(jié)構(gòu)鋼筋 的銹蝕。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于材料層次原因、使用環(huán)境條件以及隨著時間的遞增, 結(jié)構(gòu)的受力性能會慢慢下降,從而承載能力也會漸漸下降,更進一步的影響結(jié)構(gòu)的正常安全使用性能,縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命,對結(jié)構(gòu)的耐久性造成很大的影響。當外界環(huán) 境中的二氧化碳氣體、 氯離子等腐蝕介質(zhì)侵入到混凝土內(nèi)部時,很多時候造成了表層混凝土剝落開裂,其內(nèi)部堿性大大降低,最后破壞鋼筋表面的鈍化膜,使鋼筋發(fā)生銹 蝕。當局部的鋼筋發(fā)生銹蝕時,會和還沒有開始銹蝕的鋼筋形成腐蝕電池,在其他條 件都具備的情況下進而擴大到整個結(jié)構(gòu)的所有鋼筋。銹蝕開始主要都是分布在鋼筋的表層面上,形
6、式一般為斑狀銹蝕。(一) 混凝土中鋼筋銹蝕的機理在自然界中,鋼筋里的鐵元素的穩(wěn)定性不是很好,一般情況下都是以鐵的氧化物形式存在于鐵礦石中。 混凝土中的鋼筋銹蝕為電化學(xué)銹蝕,這種反應(yīng)需要具備以下幾個條件:陰陽兩極、離子電荷以及閉合的電流回路,鋼筋的銹蝕過程就是發(fā)生在這樣一個 條件都完全具備的腐蝕電池中。二氧化碳和氯離子對混凝土本身都沒有破壞作用,但是這兩種物質(zhì)在鋼筋鈍化膜破壞的過程中起著非常重要的作用?;炷两Y(jié)構(gòu)所處的環(huán)境在實際工程中可以分為三種類型:1、干燥環(huán)境混凝土濕度分布情況大致是外面潮濕而內(nèi)部干燥,電位最高的部分是順筋裂縫處的鋼筋,陰極是那些尚未受到銹蝕影響的深層次鋼筋,其銹蝕速度會加快
7、,這種腐蝕反應(yīng)能夠加速其他部位也同樣產(chǎn)生順筋裂縫。因為混凝土電阻相對較大,作為腐蝕電池中的陰陽極鋼筋表層作為孤立電極,面積較大從而導(dǎo)致銹蝕速率慢。2、表面濕潤環(huán)境該環(huán)境的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要包括長期潮濕環(huán)境結(jié)構(gòu)、處于雨季的暴露結(jié)構(gòu)和頻繁干濕循環(huán)環(huán)境等。如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在著順筋裂縫,其銹蝕的電化學(xué)特點為外部潮濕內(nèi)部干燥,順筋裂縫電位是最低的,尚未發(fā)生銹蝕處的鋼筋作為陰極會加快此處的銹蝕速 度,出現(xiàn)大陰極小陽極的明顯特點,鋼筋銹蝕速度會在一個很大的數(shù)值上繼續(xù)再加速銹蝕。3、長期浸泡環(huán)境處于此環(huán)境的電化學(xué)銹蝕特點與表面潤濕環(huán)境的情況基本相同,但是氧氣濃度差別不大并且內(nèi)外濕度相差也不是很大,從而使得不同部
8、位鋼筋的電位差也會較小。當順筋裂縫(二)鋼筋腐蝕過程混凝土中鋼筋銹蝕過程大致可分為下圖幾個階段構(gòu)件被壞到不空金的代陛鋼筋銹辿到不容許的程隍混凝土幵始脹裂例筋開始銹蝕tQJ35時刖1. 腐蝕孕育期開始澆筑混凝土直至混凝土碳化層已經(jīng)接觸到鋼筋表面,或者說氯離子的侵蝕已經(jīng)深入到混凝土內(nèi)部鋼筋表面,并開始對鋼筋發(fā)生去鈍化作用也就是鋼筋銹蝕為止,這段時間以to表示。2、腐蝕發(fā)展期氯離子侵蝕鋼筋表面,鋼筋開始發(fā)生銹蝕到混凝土的保護層表面因為受到鋼筋的銹脹 力而出現(xiàn)開裂、剝落等破壞,這段時間以ti表示。3、腐蝕破壞期大面積剝落等嚴重破壞,到不得不經(jīng)過因鋼筋銹蝕而使得混凝土表面最后嚴重開裂、 全面大修為止,這
9、段時間以 t2表示。4、腐蝕危害期鋼筋銹蝕的范圍已經(jīng)擴大到整個混凝土結(jié)構(gòu)并遭受嚴重破壞,致使結(jié)構(gòu)不再能夠安全使用,這段時間以t3表示。般情況下,t 0t 1t 2t 3。(三)鋼筋銹蝕的影響因素1 .混凝土碳化對鋼筋銹蝕的影響鋼筋銹蝕是造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷的主要因素,而一般情況下,混凝土碳化是鋼筋銹蝕的前提條件。 因此,研究混凝土碳化對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估具有重要的理論 意義,混凝土碳化是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的一個很重要的因素。一般情況下早期混凝土堿性很高,pH值一般都會大于 12.5,在如此高堿環(huán)境中,鋼筋會很容易發(fā)生鈍化,在其表面形成了一層鈍化膜,從而能保護鋼筋不受銹蝕。然而當空氣
10、中的 CQ和F2O從混凝土表面的細縫中深入進來時,與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng), 直接降低了混凝土的pH值。最終,鋼筋表面的鈍化膜被直接氧化破壞,鋼筋直接與其他物質(zhì)接觸,在條件都具備的情況下很容易發(fā)生銹蝕。鋼筋的銹蝕又會導(dǎo)致混凝土保護層開裂,結(jié)構(gòu)耐久性降低等不良后果。更甚,隨著全球溫室效應(yīng)的影響加重, 空氣中二氧化碳的濃度也越來越高,大量處在暴露環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨的碳化問題越來越嚴重。 從上世紀六十年代開始,國際上一些發(fā)達國家就著手重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題, 對混凝土碳化進行了大量的試驗研究及理論分析。我國在此方面的研究起步比較晚,從八十年代開始才注重對混凝土碳化造成鋼筋銹蝕問題
11、的研究, 通過多次調(diào)查實際混凝土工程、碳化模型試驗來研究影響混凝土碳化的因素。經(jīng)過近五十年的研究,國內(nèi)外學(xué)者對混凝土碳化機理與影響因素已經(jīng)有了相當深刻的了解與 認識,并在此基礎(chǔ)上提出了很多關(guān)于碳化深度的計算數(shù)學(xué)模型,為更深入的研究混凝土中的鋼筋銹蝕提供了理論基礎(chǔ)。2.氯離子的侵蝕對鋼筋銹蝕的影響我國沿海邊上的混凝土結(jié)構(gòu)工程會長期受到海洋環(huán)境中氯離子侵蝕,結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕現(xiàn)象日益嚴重,很多海港碼頭完全達不到設(shè)計壽命的要求就不得不重新翻建。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用壽命期間會遇到的各種暴露條件中,氯化物是其中最危險的侵蝕介質(zhì),它的危害非常之大且普遍存在。氯離子分布十分廣泛,主要存在于除冰鹽、工業(yè) 環(huán)境、
12、海洋環(huán)境、混凝土中的原材料、鹽湖和鹽堿池以及結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)時的一些化學(xué) 反應(yīng)。一般情況下氯離子進入混凝土的途徑主要有兩種:其一是毛細吸附作用;其二是 自由氯離子的擴散作用。通常,氯離子是以幾種方式侵入到混凝土中的。大部分情況 下,氯離子的主要傳輸方式還是擴散作用。使用含氯離子的添加劑、攪拌混凝土是在 含鹽環(huán)境中、大氣環(huán)境氯離子通過混凝土的表觀缺陷侵蝕進入到混凝土,各種現(xiàn)象普遍存在。(四)鋼筋銹蝕的其他影響因素1混凝土方面不同品種的水泥對強度的形成、化學(xué)結(jié)合能力、抗凍性、抗?jié)B性有相當大的差別。一般大氣環(huán)境下, 會優(yōu)先考慮選用含堿量低和水化熱較低的水泥,而不會選用早強的水泥。摻有添加劑的水泥制成的混
13、凝土能夠提高抵抗各種化學(xué)侵蝕的能力,防止鋼筋快速銹蝕。國內(nèi)外研究表明,混凝土中摻有粉煤灰等摻合料時,雖然使混凝土的堿性 降低了,但同時又能提高混凝土的密實度,使混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,有效地 阻止外界環(huán)境中腐蝕介質(zhì)等的滲入,這對防止鋼筋銹蝕是非常有利的。綜合考慮,可 以認為在混凝土結(jié)構(gòu)中摻入符合標準的粉煤灰不會影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,有時反而會提高?;炷撩軐嵍葲Q定了混凝土的抗?jié)B能力,在環(huán)境較差的情況下可以提高混凝土的 密實度。混凝土保護層厚度是混凝土結(jié)構(gòu)抗腐蝕的關(guān)鍵因素,要適當?shù)募哟蠡炷恋谋Wo層厚度利于構(gòu)件的長時間使用。保護層對外界腐蝕介質(zhì)、氧氣和水分等滲入的阻止起著重要的保護作用。鋼筋
14、銹蝕速度與混凝土液相pH值也會有很大關(guān)系。 當pH值大于10時,鋼筋銹蝕速度很小,當pH值低于4的時候,鋼筋銹蝕速度會快速增加。影響鋼筋銹蝕很大的一個因素就是混凝土中氯離子的含量。氯離子會在混凝土澆 筑的時候隨著外加劑的添入而進入到混凝土內(nèi)部,進而破壞鋼筋的保護膜,造成鋼筋局部銹蝕。一般情況下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的氯鹽摻量盡量不大于水泥重量的1%而且澆筑混凝土結(jié)構(gòu)必須完全振搗密實。對其不宜采用蒸汽養(yǎng)護, 不然會加重鋼筋的銹蝕程度與速度。2其他方面鋼筋材質(zhì)好的金相組織比較均勻,鋼筋本身的防銹蝕能力就會比較強。另一方面,混凝土結(jié)構(gòu)的實際承載能力由鋼筋的型號大小所決定,它也會制約著在混凝土結(jié)構(gòu)中的布置
15、情況,從而影響結(jié)構(gòu)耐久性。選取合適的鋼筋型號對承載能力和耐久性都有著 大的影響。鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)也對銹蝕起著很大影響,因為應(yīng)力腐蝕破壞性會顯得更大,它與鋼筋的蝕坑或者鋼筋均勻銹蝕又會有本質(zhì)上的不同,而且是以裂縫的形式出現(xiàn), 最后不斷受到腐蝕直至被完全破壞,最重要的是這種破壞是脆性破壞,在破壞之前是沒有任何征兆出現(xiàn)的。 很多實際調(diào)查結(jié)果表明,在環(huán)境干燥且不存在大量腐蝕介質(zhì)情況中,混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命要比在潮濕環(huán)境及腐蝕介質(zhì)中使用要長兩倍以上。二、承載力分析相當多的建筑案例表明,銹蝕構(gòu)件的承載力降低較大,其主要影響因素可歸納如下:(一)鋼筋銹蝕會使強度降低和其截面積減小鋼筋銹蝕不僅使其橫截面積減小,
16、而且會使鋼筋的屈服強度和極限強度有不同程度的 降低,這是導(dǎo)致構(gòu)件承載力降低的原因之一 2。(二)鋼筋銹蝕會使混凝土出現(xiàn)縱筋裂縫鋼筋銹蝕會使混凝土出現(xiàn)縱筋裂縫,嚴重時還會導(dǎo)致混凝土保護層的剝落,造成混凝 土構(gòu)件有效橫截面積的減小,即造成幾何損傷,故鋼筋銹蝕所引起的橫截面幾何損傷對構(gòu) 件的承載力有很大的影響。鋼筋銹蝕會使粘結(jié)強度降低,因而在承載力計算時應(yīng)充分考慮粘結(jié)力的影響3,粘結(jié) 力喪失后,可能會使受拉鋼筋不能充分發(fā)揮作用,使受壓鋼筋過早壓屈,降低構(gòu)件的承載 力。目前的鋼筋混凝土耐久性研究中,鋼筋銹蝕通常多指縱向鋼筋,而實際上箍筋首先 銹蝕,尤其是縱筋與箍筋銹蝕更為嚴重,當縱筋銹蝕截面積損失率在
17、5%-10%圍內(nèi)時,已 有很多箍筋銹斷。箍筋銹蝕不僅直接影響到構(gòu)件的抗剪承載力,而且對受壓構(gòu)件的承載力 也有間接的影響,因為銹蝕的箍筋不僅不能有效地約束混凝土使其強度提高,反而會因 銹蝕膨脹力引起保護層的疏松剝落。三、鋼筋銹蝕的防護在所有對混凝土耐久性影響的因素中,鋼筋銹蝕對混凝土結(jié)構(gòu)造成的危害是最大的。 鋼筋銹蝕對全世界混凝土工程造成的直接經(jīng)濟損失超過上千億美元。我國從前幾十年到后 幾十年都一直在注重交通的高速發(fā)展,興修土木,隨著時間的推移,每年的鋼筋銹蝕情況 也是越來越嚴重。如今急切的需要投入大量科研力量、資金來研發(fā)鋼筋銹蝕該如何預(yù)防。 實際工程中應(yīng)該高度重視,在經(jīng)過多方面的努力后,提出了
18、相應(yīng)的一些措施來減小危害。 在鋼筋材質(zhì)方面可采取環(huán)氧涂層鋼筋、鍍鋅鋼筋和耐蝕合金鋼筋等;在混凝土外加劑方面 可以使用鋼筋阻銹劑、硅灰等;在設(shè)計方面,可通過選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、水灰比、混凝土保 護層厚度和排水系統(tǒng)來進行防護;在施工方面,可嚴格按照施工規(guī)范來進行施工、進行溫 度與裂縫的控制等;在電化學(xué)方法方面,可采取陰極保護和電化學(xué)除鹽等,應(yīng)盡一切可行 性方法來防護鋼筋的銹蝕。(一)阻銹劑的應(yīng)用面對鋼筋銹蝕的嚴重問題,多年來,人們一直在研究能否找到一種阻止鋼筋銹蝕或者 至少能將腐蝕速率降低到一定程度來使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達到設(shè)計所需使用年限要求的 物質(zhì)。人們從事了大量研究實踐,想采取一切可能采用的方法來
19、延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽 命,包括施工選材、鋼筋涂層保護、替換鋼筋材質(zhì)、對混凝土表面作憎水處理、混凝土中 加入火山灰等摻合料和在混凝土中添加阻銹劑等。上述諸多措施中,阻銹劑的使用能在很 長一段時間里非常有效的防止內(nèi)部鋼筋混凝土發(fā)生銹蝕。阻銹劑是能夠阻止或者減緩內(nèi)部 鋼筋銹蝕的一種化學(xué)物質(zhì),通常是摻入混凝土中來起到保護作用。近幾十年來,很多工程 領(lǐng)域都開始使用阻銹劑并獲得了很大成功。另一方面,腐蝕反應(yīng)過程中也會允許阻銹劑的 參加,提高混凝土的抗?jié)B性能夠有效的阻止腐蝕介質(zhì)進入到混凝土從而造成鋼筋發(fā)生銹 蝕,但是阻銹劑的使用與這種方式有本質(zhì)上的差別,不管混凝土內(nèi)的鋼筋是否開始發(fā)生銹 蝕,阻銹劑都可以在
20、任何時刻發(fā)揮它阻止鋼筋銹蝕的作用。 也就是說,鋼筋即便開始腐蝕, 阻銹劑的作用可以相當于是在對混凝土結(jié)構(gòu)進行補救。1化學(xué)阻銹劑混凝土阻銹劑一般定義為一種通過降低鋼筋腐蝕速率來實現(xiàn)對鋼筋腐蝕過程進行干預(yù) 的物質(zhì)。阻銹劑被成功的應(yīng)用到很多工程方面,使用阻銹劑能有效解決混凝土內(nèi)部鋼筋的 銹蝕問題。在很多使用阻銹劑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中, 有很多的使用壽命都得到了顯著提升。鋼筋在中性和酸性條件下會發(fā)生腐蝕,其原因都是因鋼筋表面缺少一層保護膜所致。 鋼筋表面被均勻地腐蝕,將導(dǎo)致鋼筋所有表面都會產(chǎn)生腐蝕損耗。很多情況下阻銹劑的作 用機理還不是很確定,所以對阻銹劑進行分類都是比較困難的。可將阻銹劑粗略的分成幾
21、類:吸附型阻銹劑;鈍化劑;鈍化促進阻銹劑;罩面層形成型阻銹劑。混凝土中摻加了阻 銹劑后,如果能在鋼筋表面生成沉淀物,則可以顯著地影響到鋼筋表面所發(fā)生的電化學(xué)反 應(yīng)。這種阻銹劑可以阻止氧化物到達鋼筋表面,或是能減小鋼筋的溶解速率。罩面層形成 型阻銹劑有很多種,它們都可以在鋼筋的表面甚至是鋼筋腐蝕產(chǎn)物的表面形成一層保護 膜,從而降低腐蝕反應(yīng)速率。2阻銹劑在混凝土中的應(yīng)用在混凝土拌合物中摻加或在混凝土表面涂阻銹劑可采取不同的方法。具體使用阻銹劑 時不僅要考慮所能預(yù)測到的腐蝕危害程度,還要考慮阻銹劑的化學(xué)性質(zhì)。如果要保證阻銹 劑在混凝土中分散的均勻性,則應(yīng)該在混凝土拌合物制備時將阻銹劑加入拌合水后一起
22、攪 拌,但這樣會影響到水泥混凝土的性能。因此,在考慮選擇阻銹劑的時候,應(yīng)該同時考慮 到所設(shè)計的混凝土性能、所預(yù)測到的腐蝕危害程度以及所選擇的阻銹劑的基本性能。將阻銹劑加入至拌合水攪拌制備混凝土,保證了阻銹劑在混凝土結(jié)構(gòu)中分散的均勻性,解 決了在混凝中使用阻銹劑的一個關(guān)鍵性的技術(shù)問題。采用這種使用方法能使阻銹物質(zhì)比后 來才滲入的氯離子先到達鋼筋表面,在大多數(shù)防止腐蝕的方法中,鋼筋表面阻銹劑的濃度 必須和侵入的氯離子濃度保持在同一數(shù)量級才能保證達到足夠的阻銹效果。但是,從另一 方面來說,阻銹劑會對混凝土的凝結(jié)、硬化過程產(chǎn)生影響。因此要想獲得最佳效果,還應(yīng) 該多搜集原始資料進行多方面統(tǒng)籌考慮。如果阻
23、銹劑會對水泥漿體的性能產(chǎn)生副作用,或 一開始沒有計劃使用阻銹劑,則需要在還沒有發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的既有結(jié)構(gòu)表面上涂阻銹劑。 當結(jié)構(gòu)由于受到腐蝕危害而不能滿足設(shè)計使用壽命要求時,需要立即在其表面涂阻銹劑來(二)電化學(xué)保護方法混凝土的碳化作用以及氯離子的滲透會破壞混凝土鋼筋保護層的保護作用。處理這種 不利影響的手段通常是清除掉已經(jīng)碳化或者被氯離子污染的那一部分混凝土,然后清洗露 出的鋼筋,再在干凈的表層補上新的堿性混凝土或砂漿。這樣處理的弊端顯而易見:工作 量過于巨大,全面清理需要耗費大量的勞動力,而且維修的費用也相當高,而新興的電化 學(xué)保護法就可以巧妙的處理這一傳統(tǒng)手段的缺點。1電化學(xué)的幾個方法:陰極
24、保護;電化學(xué)脫氯;電化學(xué)再堿化2電化學(xué)方法的優(yōu)缺點電化學(xué)方法對完整的結(jié)構(gòu)不需要加以破壞與修復(fù),只要去除掉已發(fā)生剝落和分層的混凝 土。用較少的施工時間就能夠讓結(jié)構(gòu)恢復(fù)其承載能力。同時能夠全面系統(tǒng)地排除腐蝕的影 響,使得整個區(qū)域內(nèi)的混凝土都得到了有效的處理,比傳統(tǒng)方法更可靠和更耐久??善洳蛔阋彩谴嬖诘模袷侨绻痄P蝕的是混合氯離子,電化學(xué)脫氯的效果就沒那么顯 著了,陰極保護的弊端就是導(dǎo)電性涂層和混凝土之間的粘接性不能夠得到保證,要取決于 粘接錢混凝土表面的處理。另一個顯著的局限就是對高強鋼筋的強極化產(chǎn)生了氫氣釋放和 氫脆的危險。3. 環(huán)氧涂層鋼筋的應(yīng)用環(huán)氧涂層是通過靜電在普通鋼筋的表面噴涂一層環(huán)
25、氧樹脂薄膜,從而隔離鋼筋和腐蝕性物 質(zhì),通過這種物理隔離達到防腐的目的。在表面噴涂的樹脂薄膜質(zhì)量能夠保證的前提下, 鋼筋則能有效的延緩被侵蝕的速率。在工程中,保護鋼筋最直接的方法就是采用環(huán)氧樹脂 噴涂。實踐表明采用環(huán)氧樹脂處理過的鋼筋能夠有效地延長使用壽命。目前日、美、歐和 中東國家和地區(qū)廣泛的使用了這種方法,并規(guī)定在惡劣環(huán)境中的結(jié)構(gòu)必須采用含環(huán)氧樹脂 涂層的鋼筋來防止可能發(fā)生的腐蝕。環(huán)氧樹脂有很好的化學(xué)抗腐蝕性,形成的涂層和鋼筋之間的粘接力非常高,干縮量小,延 性大,能夠有效的阻隔腐蝕性物質(zhì)的侵蝕,可延長建筑50年及以上的使用壽命,避免中途因為鋼筋腐蝕而引起的維修費用和工程事故。同時環(huán)氧樹脂
26、不和酸、堿物質(zhì)發(fā)生反應(yīng), 具有很強的化學(xué)穩(wěn)定性。液態(tài)環(huán)氧樹脂的添加工藝也相對簡單,主要包括三種方法 :刷涂法、噴涂法和浸漬法。其 用途也相當廣泛,適用于冬天需除冰的路橋工程,特別是直接接觸的面板;適用于最易發(fā) 生剛剛進腐蝕破壞的河海工程。但環(huán)氧樹脂保護層不能和電流陰極保護法共同使用。環(huán)氧樹脂鋼筋的使用方法與普通鋼筋一致,施工人員只需在施工過程中注意常識,如環(huán)氧樹 脂的薄膜具有一定的脆性,要注意在鋼筋安裝過程中薄膜的完整性。環(huán)氧樹脂涂層鋼筋因為其能夠隔絕腐蝕介質(zhì)延長結(jié)構(gòu)物的使用壽命而漸漸被我國所采用, 但是使用此種鋼筋則需增加成本、施工成本等,是的工程的成本增幅較大,但是獲得的經(jīng) 濟效益和社會效
27、益卻遠遠大于前期的成本投入。環(huán)氧鋼筋作為一種防腐的材料具有其獨特 的優(yōu)越性,如防腐工藝的操作簡單,效果明顯。但目前國內(nèi)的使用還處于起步階段,其使 用增加了工程的成本,但是站工程總費用比重小,與提高的使用壽命、減小的維護而得到 的經(jīng)濟效益相比小得多。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和體制的改革,涂層鋼筋的使用將會得到越來越 廣泛的領(lǐng)域。涂層的主要作用是阻隔腐蝕介質(zhì)的入侵和腐蝕結(jié)構(gòu),保護混凝土結(jié)構(gòu)不受機械、應(yīng)力和裂 縫的影響。在混凝土表面形成了一個0.1-5mm厚的密圭寸層。隨著實際情況的不同也有可能 相應(yīng)的提升。主要使用的材料包括環(huán)氧、聚氨酯或丙烯酸基的冷固性樹脂或聚合物乳液或 填充到不同程度的聚合物改性水泥灰漿
28、,主要可分為以下幾種涂層:找平涂層,底層涂層,初始活性表面防護涂層。4舊城改造中混凝土的使用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性問題,是當今世界建筑領(lǐng)域的一大難題。而鋼筋銹蝕,特 別是混凝土中鋼筋的銹蝕,是影響結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素之一。連云港市有關(guān)單位在近年 來,僅對政府開發(fā)的住宅小區(qū)的維修立項計劃每年均在100萬元以上。雖然這并非全部是由于鋼筋銹蝕引起的問題,但因無法對銹蝕房屋進行徹底的加固,因而以上立項款項也并 未完全反映出真正所需要的款項。筆者認為,為了解決鋼筋銹蝕、規(guī)劃落后、質(zhì)量低劣等一系列問題,對鋼筋銹蝕房 屋僅停留在一般處理的屋面上的做法,已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要,而舊城 改造是一個
29、全面解決一攬子問題的最佳方案。這里所指的舊城,并非一般意義上的“棚戶區(qū)”,而是新區(qū)因鋼筋銹蝕引起的特殊問 題的“舊城”。對于該項專題,政府有關(guān)部門已投入大量的人力和物力開展了專門研究, 擬從宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的高度上解決微觀問題,擬在新的規(guī)劃建設(shè)中高度重視前期防護,避免 走“眼前少花錢,日后花大錢”的老路。同時將認真貫徹國務(wù)院于2000年發(fā)布的建設(shè)工程質(zhì)量管理條例,把保證“設(shè)計使用年限”放在重要位置,這是關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展和 長遠利益的戰(zhàn)略問題首先要及時確定水泥強度、砂的細度、含水率,含泥量以及石子的含水率、含泥量等。 只有首先保證原材料合格,才能保證設(shè)計配合比的合理性 ,使施工質(zhì)量達到設(shè)計和驗收 標
30、準。同時及時檢測砂、石含水率的變化,將設(shè)計配合比換算為施工配合比(應(yīng)采用質(zhì)量 比,不要用體積比)。及時檢查進場原材料是否與設(shè)計用原材料相符,應(yīng)要求供方提供兩 份相同的材料樣本,一份留試驗室,一份送工地。工地收料人員也應(yīng)按樣本收料,若來料 與樣本不符,應(yīng)立即向項目負責人和技術(shù)人員報告,以及時更改施工配合比。5. 加強原材料的管理和混凝土質(zhì)量檢測原材料的質(zhì)量將直接影響混凝土的強度,因此,收料人員應(yīng)嚴把質(zhì)量關(guān),不允許不合 格的材料進場。對進行材料應(yīng)加強保管,減小原材料的變質(zhì)。要經(jīng)常對原材料進行抽樣檢查,發(fā)現(xiàn)與規(guī)定指標不符時應(yīng)及時匯報,以便采取相應(yīng)的措施。混凝土的養(yǎng)護和強度測定 應(yīng)嚴格按標準進行,強度
31、測定以28 d強度為準。為方便施工并保護質(zhì)量,也可以進行 7d強度的測定,根據(jù)其強度預(yù)測28d強度,但必須明確判定其質(zhì)量四、結(jié)語本文也通過總結(jié)混凝土碳化、氯離子侵蝕等造成鋼筋銹蝕的影響因素以及采取相應(yīng)的 防護措施。1、綜合概述混凝土碳化以及外界氯離子侵入到混凝土內(nèi)部對鋼筋造成的銹蝕,了解它們 各自發(fā)生的機理及對鋼筋銹蝕帶來了嚴重的危害作用。講述了影響混凝土碳化的多方面因 素并探討如何減緩其碳化速率,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成較大影響。利用氯離子侵蝕模型, 描述了氯離子在混凝土內(nèi)的擴散情形及影響。2、針對鋼筋銹蝕的嚴重情況,綜合實際應(yīng)用,主要有使用阻銹劑、采取電化學(xué)的保護和 使用涂層等保護鋼筋的方法。
32、總結(jié)了鋼筋銹蝕防護的方法,為以后指導(dǎo)鋼筋銹蝕的防護提 供一個依據(jù)。從目前的情況來看,在實施舊城改造前,還需要解決以下兩個主要問題:一 是由于歷史的原因,小區(qū)業(yè)主房屋產(chǎn)權(quán)構(gòu)成復(fù)雜,需要認真界定;二是因房屋產(chǎn)權(quán)構(gòu)成復(fù) 雜,需要認真界定;二是因房屋未達到法定使用年限,而房屋本身又未達到危房標準,無 法完成強制拆遷。建議政府有關(guān)部門制定相應(yīng)的政策來促成改造方案的實施,切實做好新 的規(guī)劃方案和經(jīng)濟補償和回遷方案,對非原則性問題可適當靈活處理 .【參考文獻】1 謝桂華.李繼祥.王軍.受腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性分析及維修決策方法M.四川:四川建筑科學(xué)研.2008:22 葉騰.淺議沿海地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)的鹽害和對策M.福建:福建建設(shè)科技.2007:113 張泳.付君.我國臺灣地區(qū)的海砂屋問題及其啟示M.臺北:基建優(yōu)化.2004:1324 胡湘福.鋼筋銹蝕對建筑物的影響及處理M.北京:人民科技
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